لا يوجد في حياتنا أفضل من الكيمياء السحرية التي تعمل على تحويل العناصر الكيميائية إلى عناصر كيميائية أخرى نادرة وذات قيمة كبيرة، ولديك أيضًا الطلاء الكهربي أو الكهربائي الذي يمكنك اعتباره ثاني أفضل شيء، حيث يُستخدم الطلاء الكهربائي من أجل طَلي معدن عادي كالنحاس بطبقة قليلة السماكة من معدن آخر أغلى ثمنًا مثل الذهب أو الفضة، فكثيرًا ما نسمع عن مجوهرات أو أكسسوارات مَطلية بالذهب أو بمعدن آخر لجعل مظهرها غالي الثمن، وحتى البلاستيك من الممكن طلاؤه لكي يبدو كالمعدن، كما يستخدم الطلاء الكهربائي من أجل حماية المعادن وجعلها مقاومة للصدأ والتآكل، فما هو الطلاء الكهربائي؟

الطلاء الكهربائي هو مثال عن الكيمياء الكهربائية وهو العملية التي تتمثل بنقل الشوارد الموجبة والسالبة في محلول ناقل عن طريق وسط كهربائي من أجل تأمين الكترود (قطب أو مسرى كهربائي)، وذلك من أجل إزالة الأيونات الموجبة من المعدن المرغوب وتغليف المادة التي تعمل على نقل الكهرباء بهذا المعدن، وتتم هذه العملية من خلال غمر قطبين كهربائيين في المحلول الكهربائي وتوصيلها إلى دارة مع بطارية أو مصدر آخر للطاقة، حيث يمكن طلاء جميع المعادن بما في ذلك الكروم والنيكل والكادميوم والزنك والنحاس والفضة والقصدير والذهب.

يجب اختيار المواد والعناصر التي تدخل في صناعة الأقطاب الكهربائية بعناية فائقة، حيث يتم انقسام الالكتروليت وترسُّب بعض ذرات المعدن المرغوب والذي قمنا بطلائه على واحد من القطبين الكهربائيين وذلك عند تدفق الكهرباء عن طريق مصدر الطاقة الذي قمنا بصنعه، ويمكن اعتبار الطلاء الكهربائي هو عملية معاكسة للعملية التي يتم من خلالها إنتاج الكهرباء من خلال البطاريات.

كيف يعمل الطلاء الكهربائي؟

ما هو الطلاء الكهربي

  • سنقوم بطلي النحاس، لذلك علينا أولًا تحضير القطبين الكهربائيين الموصلين للتيار الكهربائي بالإضافة إلى الملحقات الكهربائية والمحلول الناقل، بحيث تكون الأقطاب الكهربائية مصنوعة من المعدن الذي سنقوم بطلائه وأن يكون الوسط الناقل محلول قلوي من نفس نوع المعدن.
  • يجب معرفة نوع التفاعلات الكيميائية التي نريد حدوثها عند تفعيل التيار الكهربائي وذلك من أجل اختيار القطبين الكهربائيين والوسط الناقل للكهرباء بشكل مناسب، فمثلًا في حال طلاء قطعة من النحاس نحتاج إلى وسط ناقل من محلول كبريتات النحاس، أما في حال طلاء الذهب فنحتاج إلى محلول كربائي من الذهب وهكذا، بعد ذلك يجب التأكد من أن القطب الكهربائي الذي نريد طليه نظيف تمامًا وذلك من خلال غمره لوقت قصير بمحلول قلوي قوي وتوصيل الدارة بالاتجاه المعاكس.
  •  نغمر القطبين الكهربائيين في المحلول الناقل ونوصلهما بالدارة التي قمنا بصنعها ونفعّل التيار الكهربائي، فينقسم المحلول إلى قسم يحتوي على عدد كبير من الالكترونات وقسم يحتوي على عدد قليل منها، فتنجذب شوارد النحاس الموجبة إلى القطب النحاسي السالب وتتكدّس عليه بالتدريج وبذلك تتكون طبقة رقيقة من الرقائق النحاسية، ثم تصل الشوارد السالبة لكبريتات النحاس إلى القطب الموجب للنحاس، مما يؤدي إلى تحرر الالكترونات المتجهة نحو القطب السالب.
  • نحتاج إلى فترة لا بأس بها بانتظار تراكم الذرات الكهربائية على القطب السالب، وذلك حسب تركيز المحلول وشدة التيار الكهربائي المستخدم، وتستمر عملية الطلاء طوال فترة استمرار الشوارد الموجبة والسالبة في الانتقال.

أكمل القراءة

الطلاء الكهربي

الطلاء الكهربي أو مايعرف بالطلاء الكهربائي، هو عملية طلاء تُستخدم على نطاق واسع في الصناعة من أجل تغليف مجموعة متنوعة من المكونات المعدنية، وكان الاستخدام الأساسي للطلاء الكهربي في قطاع السيارات، لكن يستخدم في عدد آخر من التطبيقات، وتكون عملية الطلاء الكهربي متاحة بالغالب باللون الأسود، أما الألوان الأخرى متاحة وممكنة لكنها أقل استخداماً.

تتضمن عملية الطلاء عادةً عدد من المراحل بما فيها مرحلة التنظيف، وتليها الطلاء المستخدم لتحويل الفوسفات الذي يعزز بدوره مقاومة تآكل المعدن، ويوفر قاعدة محسنة من أجل الطلاء اللاحق، بعد أن يتم تحضير المعدن المطلوب بالطريقة الصحيحة يمكن أن تتم عملية الطلاء الكهربي، ومن ثم مرحلة معالجة المعدن بالفرن.

يشبه الطلاء الكهربي الطلاء الكهربائي الشائع، حيث يتم تطبيق الجهد عبر الأقطاب الكهربائية، ويتم أيضاً ترسيب المواد الصلبة غير القابلة للذوبان من أجل الحصول على الطلاء، بالرغم من ذلك في حالة الطلاء الكهربي يكون عادةً القطب المطلي هو الأنود بالرغم من تطوير الأنظمة الكاثودية حديثاً.

يعود تاريخ نظام الأنوديك إلى خمسينيات القرن الماضي، ويستخدم على نطاق واسع ضمن صناعة المحركات من أجل تطبيق الطلاء نظراً لسرعته وتكافؤ الطلاء بالإضافة لسهولة التصريف. يعمل هذا النظام باستخدام الراتنجات القابلة للذوبان في الماء الذي يذاب عند درجة الحموضة 7.6- 8.4 مع الأحماض الأمينية العضوية. وبالنسبة لأنظمة الطلاء يتم أيضاً إضافة الأصباغ والمؤسسات.

كما يتم تحقيق ترسيب الطلاء على الأنود وذلك باستخدام جهد عالي من 50 – 300 فولت، وتيار منخفض يبلغ 0.3 حتى 0.5 أمبير د سم، وهو تيار مستمر. تنجذب الأنيونات الراتنجية الكلية نحو الأنود عبر التدرج الحاد للجهد بالقرب من هذا الأنود، كالرحلان الكهربي، وفي نفس الوقت يحدث ما يسمى بالتدفق المعاكس للمرحلة المائية.

تتزامن مع تراكم أيونات الهيدروجين بالقرب من القطب الموجب، هذا ما ينتج عنه مايعرف بالطبقة المحمضة، ويتسبب بفقدان الراتينج والذوبان والتخثر على الأنود، وعندما يترسب الراتينج يشكل طبقة مقاومة تتسبب بمزيد من الترسب في الأطراف، وهو المسؤول عن قوة الرمي العالية لنظام الطلاء وعن التساوي في سماكة الطلاء، ويتم أخيراً ترسيب الصباغ بطريقة مماثلة لأن الصباغ نفسه مغطى بأيونات الراتينج الكبيرة.

هناك عدد من المصطلحات المستخدمة من أجل وصف عملية الطلاء الكهربي، وهي تندرج ضمن ثلاث فئات أساسية تتعلق بنوع القطب المستخدم والعملية نفسها، والاسم التجاري لمادة الطلاء المستخدمة:

  • العملية: تصف بعض المصطلحات مثل الطلاء الكهربي والطلاء الكهربائي والترسيب الكهربائي العملية التي يتم عبرها ترسيب الصبغة على مكون ما عن طريق المجال الكهربائي، ويشير المصطلحان أيضاً لهذه العملية وهما e-paint و e-coat ويتم عادةً تطبيق الطلاء الكهربي عبر غمر المكونات في مغطس الطلاء الكهربي نفسه، وتطبيق شحنة كهربائية عبر هذا المغطس.
  • نوع القطب: هناك نوعان من الطلاء الكهربي، يعرفان باسم الأنوديك والكاثوديك،كانت العملية الأنديّة نسبةً للأنوديك هي الأولى التي تم تطويرها بشكل تجاري، لكن حالياً تستخدم العملية الكاثودية على نطاق واسع. ففي عملية الأنوديك تترسب المادة سالبة الشحنة على المكون الموجب الشحنة وهو الأنود، أما في العملية الكاثودية تترسب المادة موجبة الشحنة على المكون سالب الشحنة وهو الكاثود، وهي نفس العملية المستخدمة في Euro Quality Coating التي تنتمي للنوع الكاثودي ولها أسماء أخرى كالطلاء بالغمس، والطلاء المهبطي.
  • الاسم التجاري: يمكن الإشارة لعملية الطلاء الكهربي بالأسماء التجارية لمادة الغمس المستخدمة، كالكاثوغارد، والفريوثرم.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هو الطلاء الكهربي"؟